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E20

Arquitectura de ordenadores, RAID y virtualización

Arquitectura del ordenador y sus componentes, los niveles de RAID y cuándo usar cada uno, servidores de datos y de aplicaciones, y virtualización.

Objetivos

Al terminar este tema sabrás: (1) describir la arquitectura de un ordenador (von Neumann, CPU, memoria, buses); (2) identificar los componentes internos y periféricos; (3) comparar sistemas de almacenamiento y calcular niveles RAID; (4) distinguir servidores de datos y de aplicaciones; y (5) explicar la virtualización de servidores (hipervisores, máquinas virtuales, contenedores, nube).

⚠ Cae en examen. E20 aporta 3 preguntas del práctico con cálculo de RAID (capacidad y tolerancia a fallos) y virtualización. Memorístico (niveles RAID, tipos de hipervisor, componentes) y de cálculo (capacidad útil de un RAID).

Sección 1 · Arquitectura del ordenador

1.1 Modelo de von Neumann

La mayoría de ordenadores siguen la arquitectura de von Neumann: datos e instrucciones comparten la misma memoria y un único bus. Componentes:

CPU (Unidad Central de Proceso): con UC (Unidad de Control) que dirige, y ALU (Unidad Aritmético-Lógica) que calcula; registros (memoria interna rapidísima) y el contador de programa.
Memoria principal (RAM): almacena datos e instrucciones en ejecución (volátil).
Buses: de datos, de direcciones y de control que interconectan los componentes.
E/S: dispositivos de entrada/salida.

La arquitectura Harvard separa memoria de datos y de instrucciones (buses distintos), común en microcontroladores.

1.2 Ciclo de instrucción y jerarquía de memoria

Ciclo: fetch (buscar) → decode (decodificar) → execute (ejecutar).
Jerarquía de memoria (de más rápida/cara/pequeña a más lenta/barata/grande): registros → caché (L1/L2/L3) → RAM → almacenamiento (SSD/HDD). La caché reduce el cuello de botella entre CPU y RAM.

⚠ Cae en examen. von Neumann = datos e instrucciones en la misma memoria. UC dirige, ALU calcula. Jerarquía: registros > caché > RAM > disco (velocidad). Ciclo fetch-decode-execute.

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